EP2883767A2 - Trommelbremse - Google Patents

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EP2883767A2
EP2883767A2 EP14466026.3A EP14466026A EP2883767A2 EP 2883767 A2 EP2883767 A2 EP 2883767A2 EP 14466026 A EP14466026 A EP 14466026A EP 2883767 A2 EP2883767 A2 EP 2883767A2
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    • F16D51/46—Self-tightening brakes with pivoted brake shoes, i.e. the braked member increases the braking action
    • F16D51/48—Self-tightening brakes with pivoted brake shoes, i.e. the braked member increases the braking action with two linked or directly-interacting brake shoes
    • F16D51/50—Self-tightening brakes with pivoted brake shoes, i.e. the braked member increases the braking action with two linked or directly-interacting brake shoes mechanically actuated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
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    • B60T13/588—Combined or convertible systems both fluid and mechanical assistance or drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • F16D2125/00—Components of actuators
    • F16D2125/18—Mechanical mechanisms
    • F16D2125/58—Mechanical mechanisms transmitting linear movement
    • F16D2125/60—Cables or chains, e.g. Bowden cables

Definitions

  • the invention relates to a drum brake for a motor vehicle, in particular the rear hydraulically operated drum brake with electromechanical system of game setting.
  • the aim of the present invention solution is to simplify the construction of the drum brake by the mechanical adjustment of the clearance takes place automatically using the electronic parking brake.
  • a drum brake for a motor vehicle which consists of a brake drum and the pivotally mounted brake shoes with brake pads, where each brake shoe has a groove in which a spreader is mounted, wherein one of the jaws a pivotally mounted spreader of the parking brake with recess
  • the drum brake comprises an electronic parking brake, which comprises an electric motor which is connected by means of a Bowden cable with the spreading lever of the parking brake and connected to a control unit which is connected to an actuating element, wherein the spreading lever of the parking brake and the kinematically connected brake shoes are in the activation of the electronic parking brake from an unrestrained to a braked position adjustable by the value of the clearance.
  • the illustration of the invention is that after activation of the electronic parking brake when the brake shoes abut the brake drum due to the current-induced increase in the supply voltage of the electric stepper motor, the connected control unit of the braked position assigns a reference current value I R , which is a reference path of the electric -Scrittmotors corresponds.
  • I R a reference current value
  • the clearance increases, so that at this increased value and after the activation of the electronic parking brake, when the brake shoes touch the brake drum, a current-induced increase in the supply voltage of the electric stepper motor is effected, which corresponds to the reference current value and affects in a longer by the correction value path of the electric stepping motor.
  • the electric stepper motor sets in the corrected position in the unbraked state, which is reduced by the evaluation of the control unit by the correction value.
  • Fig. 1 schematically the design of the drum brake with control unit
  • Fig. 2 schematically the positions of the electric stepper motor depending on the operating conditions.
  • a drum brake 1 from a brake drum 5 and the brake shoes 2 , the brake pads 3 , where the brake shoes 2 on the one hand pivotally mounted on the brake plate (not shown) and on the other hand are connected to hydraulically operated wheel brake cylinder 4 .
  • a clearance x factory is set between the brake pads 3 and the brake drum 5 .
  • Each brake shoe 2 has a groove 6 for mounting the expansion element 7 .
  • a spreading lever of the parking brake 8 is pivotally mounted, which has a recess 9 , in which the expansion element 7 engages.
  • the drum brake 1 further comprises an electronic parking brake 10 , which is formed by an electric stepper motor 11 , which is connected to a corresponding control unit 12 , to which an actuating element 13 is connected.
  • the electric stepper motor 11 is mechanically connected by means of a Bowden cable 14 with the expansion lever of the parking brake 8 .
  • the electronic parking brake 10 is activated so that the control unit 12 sends a command after the switching of the operation member 13 is rotated due to which the electric stepper motor 11, 8, the brake shoes 2 to the brake drum 5 attracts via the Bowden cable 14 and the expanding lever of the parking brake , whereby the motor vehicle is braked.
  • the control unit 12 sends out a command, due to which the electric stepper motor 11 is rotated in the other direction and by the action of the spring (not shown), the brake shoes 2 are pulled away from the brake drum 5 and the vehicle brakes thereby becomes.
  • the clearance x between the brake pads 3 and the brake drum 5 is not constant during motor vehicle operation and must be adjusted to the default value continuously due to the wear of the brake pads 3 and the brake drum 5 .
  • the adjustment takes place so that when the electronic parking brake 10 of the electric stepper motor 11 is rotated, the 8 over the Bowden cable 14 and the spreader of the parking brake so attracts until the brake shoes 2 and the brake pads 3 to the brake drum 5 with such Pressed force that is required for holding the vehicle on a slope during the activation of the parking brake.
  • the brake shoes 2 thus move from the braked position O , when the electric stepper motor is in the position P O , in the braked position Z , when the electric stepper motor in the position P R , which corresponds to the reference path s R. From the current-induced increase in the supply voltage of the electric stepping motor 11 is the current braked Position Z evaluated and this value is then set in the software of the control unit 12 as a reference current value I R.
  • the electric stepping motor 11 is moved from the position P Z in the position P OK , which represents the corrected path S K , which corresponds to the desired clearance x between the brake pads 3 and the brake drum 5 .
  • the said cycle is repeated every time the electronic parking brake 10 is activated.

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Abstract

Trommelbremse (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere die hintere hydraulisch betätigte Trommelbremse (1), wo zur Einstellung des gewünschten Lüftspiels x zwischen der Bremstrommel (5) und den Bremsbacken (2) statt eines mechanischen Nachsteller die elektronische Parkbremse (10) verwendet wird, wo aufgrund des strombedingten Anstiegs der Speisespannung des Elektro-Schrittmotors (11) unter Mitwirkung der Steuereinheit (12) automatisch das gewünschte Lüftspiel (x) eingestellt wird.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Trommelbremse für ein Kraftfahrzeug, insbesondere die hintere hydraulisch betätigte Trommelbremse mit elektromechanischem System der Spieleinstellung.
    • Bisheriger Stand der Technik
  • Derzeit werden bei Kraftfahrzeugen hydraulisch betätigten Trommelbremsen verwendet, wo nach dem Durchtreten des Bremspedals durch den Radbremszylinder Kraft erzeugt wird, mit der die Bremsbacken mit den Bremsbelegen gegen die Bremstrommel gedrückt werden. Bestandteil der Trommelbremse ist auch eine Feststellbremse, deren mechanische Ausführung durch eine elektromotorische Feststellbremse ersetzt wird. Weiterer Bestandteil dieser Art der Bremse ist ein Mechanismus, dessen Aufgabe es ist, das Lüftspiel zwischen den Bremsbelägen und der Bremstrommel einzustellen, d.h. ein gleiches Lüftspiel zwischen dem Bremsbelag und der Bremstrommel sicherzustellen, das sich sonst infolge des Verschleißes der Bremsbeläge bei dem Betrieb des Kraftfahrzeuges gegenüber der Bremstrommel vergrößern könnte. Das vergrößerte Lüftspiel würde unerwünschte Verlängerung des Bremspedalweges verursachen. Der vorgenannte Mechanismus, auch als Nachsteller genannt, kann konstruktiv verschieden ausgeführt werden, bekannterweise z.B. mit einem Nachstellkeil, einer Nachstellschraube usw. Die genannten Nachsteller bestehen aus mehreren Teilen, deren Fertigung und Montage aufwändig ist.
  • Ziel der vorliegenden erfindungsgemäßen Lösung ist die Vereinfachung der Konstruktion der Trommelbremse, indem die mechanische Einstellung des Lüftspiels automatisch unter Nutzung der elektronischen Parkbremse erfolgt.
    • Darstellung der Erfindung
  • Die Aufgabe wird durch eine Trommelbremse für ein Kraftfahrzeug gelöst, die aus einer Bremstrommel und den schwenkbar angeordneten Bremsbacken mit Bremsbelägen besteht, wo jede Bremsbacke eine Nut aufweist, in der ein Spreizelement gelagert ist, wobei eine der Backen einen schwenkbar angeordneten Spreizhebel der Feststellbremse mit Aussparung aufweist, in die das Spreizelement eingreift, ferner umfasst die Trommelbremse eine elektronische Parkbremse, die einen Elektromotor umfasst, der mittels eines Bowdenzugs mit dem Spreizhebel der Feststellbremse verbunden und an eine Steuereinheit angeschlossen ist, welche mit einem Betätigungselement verbunden ist, wobei der Spreizhebel der Feststellbremse und die kinematisch angeschlossenen Bremsbacken bei der Aktivierung der elektronischen Parkbremse aus einer ungebremsten in eine gebremste Stellung um den Wert des Lüftspiels verstellbar sind. Die Darstellung der Erfindung liegt darin, dass nach der Aktivierung der elektronischen Feststellbremse, wenn die Bremsbacken an die Bremstrommel anliegen, aufgrund des strombedingten Anstiegs der Speisespannung des Elektro-Schrittmotors die angeschlossene Steuereinheit der gebremsten Stellung einen Referenzstromwert IR zuordnet, dem ein Referenzweg des Elektro-Schrittmotors entspricht. Infolge des Verschleißes der Bremsbeläge und der Bremstrommel während des Fahrzeugbetriebs vergrößert sich das Lüftspiel, sodass bei diesem vergrößerten Wert und nach der Aktivierung der elektronischen Feststellbremse, wenn die Bremsbacken an die Bremstrommel aufsetzen, ein strombedingter Anstieg der Speisespannung des Elektro-Schrittmotors bewirkt wird, die dem Referenzstromwert entspricht und sich in einem um den Korrekturwert längeren Weg des Elektro-Schrittmotors auswirkt. Nach Deaktivierung der elektronischen Feststellbremse stellt sich der Elektro-Schrittmotor in die korrigierte Position im ungebremsten Zustand ein, die anhand der Auswertung der Steuereinheit um den Korrekturwert herabgesetzt wird.
    • Übersicht der Figuren der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird näher anhand der Ausführungsbeispiele gemäß den beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen zeigen die Fig. 1 schematisch die Ausführung der Trommelbremse mit Steuereinheit, Fig. 2 schematisch die Positionen des Elektro-Schrittmotors in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen.
    • Ausführungsbeispiel der Erfindung
  • Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, besteht eine Trommelbremse 1 aus einer Bremstrommel 5 und den Bremsbacken 2, die Bremsbeläge 3aufweisen, wo die Bremsbacken 2 einerseits schwenkbar an dem Bremsschild (nicht dargestellt) angeordnet und anderseits mit hydraulisch betätigten Radbremszylinder 4 verbunden sind. Zwischen den Bremsbelägen 3 und der Bremstrommel 5 ist fabrikseitig ein Lüftspiel x eingestellt. Jede Bremsbacke 2 weist eine Nut 6 für Lagerung des Spreizelementes 7 auf. An einer der Bremsbacken 2 ist ein Spreizhebel der Feststellbremse 8 schwenkbar angeordnet, die eine Aussparung 9 aufweist, in die das Spreizelement 7 eingreift. Die Trommelbremse 1 umfasst ferner eine elektronische Parkbremse 10, die gebildet wird durch einen Elektro-Schrittmotor 11, der mit einer entsprechenden Steuereinheit 12 verbunden ist, zu der ein Betätigungselement 13 angeschlossen ist. Der Elektro-Schrittmotor 11 ist mittels eines Bowdenzugs 14 mechanisch mit dem Spreizhebel der Feststellbremse 8 verbunden.
  • Die elektronische Parkbremse 10 wird so aktiviert, dass nach dem Schalten des Betätigungselementes 13 die Steuereinheit 12 ein Befehl sendet, aufgrund dessen der Elektro-Schrittmotor 11 gedreht wird, der über den Bowdenzug 14 und den Spreizhebel der Feststellbremse 8 die Bremsbacken 2 zur Bremstrommel 5 anzieht, wodurch das Kraftfahrzeug gebremst wird. Nach Deaktivierung des Betätigungselementes 13 sendet die Steuereinheit 12 ein Befehl aus, aufgrund dessen der Elektro-Schrittmotor 11 in die andere Richtung gedreht wird und durch die Einwirkung der Feder (nicht dargestellt) die Bremsbacken 2 von der Bremstrommel 5 weggezogen werden und das Fahrzeug dadurch entbremst wird. Das Lüftspiel x zwischen den Bremsbelägen 3 und der Bremstrommel 5 ist während des Kraftfahrzeugbetriebs nicht konstant und muss durchgehend infolge des Verschleißes der Bremsbeläge 3 und der Bremstrommel 5 auf das Vorgabewert nachgestellt werden. Die Nachstellung erfolgt so, dass bei der Aktivierung der elektronischen Parkbremse 10 der Elektro-Schrittmotor 11 gedreht wird, der über den Bowdenzug 14 und den Spreizhebel der Feststellbremse 8 diese so anzieht, bis die Bremsbacken 2 bzw. die Bremsbeläge 3 zur Bremstrommel 5 mit solcher Kraft angepresst werden, die für das Festhalten des Fahrzeuges am Hang bei der Aktivierung der Feststellbremse erforderlich ist. Die Bremsbacken 2 verschieben sich also aus der entbremsten Stellung O, wenn der Elektro-Schrittmotor in der Position P O ist, in die gebremste Stellung Z, wenn der Elektro-Schrittmotor in der Position P R ist, was dem Referenzweg s R entspricht. Aus dem strombedingten Anstieg der Speisespannung des Elektro-Schrittmotors 11 wird die aktuelle gebremste Stellung Z ausgewertet und dieser Wert wird dann in der Software der Steuereinheit 12 als Referenzstromwert I R eingestellt.
  • Wie bereits angeführt, tritt während des Kraftfahrzeugbetriebes durch die Bremsung der Verschleiß sowohl der Bremsbeläge 3, wie auch der Bremstrommel 5 auf, wodurch sich der Wert des Lüftspiels x zwischen den Bremsbelägen 3 und der Bremstrommel 5 auf den Wert x 2 = x + Δx vergrößert. Die Folge der Vergrößerung des Lüftspiels x auf den Wert x 2 ist, dass nach der Aktivierung der elektronischen Parkbremse 10, wenn sich die Bremsbacken 2 aus der entbremsten Stellung O in die gebremste Stellung Z verschieben, der Elektro-Schrittmotor 11 einen längeren Weg sZZ aus der Position P O in die Position P Z zurücklegen muss, bis die Bremsbeläge 3 auf die Bremstrommel 5 aufsetzen und so auch den strombedingten Anstieg der Speisespannung entsprechend dem Referenzwert I R bewirken, der dem auf das Wert x 2 = x + Δx vergrößerten Lüftspiel entspricht. Die Differenz zwischen der Position des Elektro-Schrittmotors 11 in dem geänderten Zustand P Z bei gebremsten Stellung Z und der Referenzposition des Elektro-Schrittmotors P R stellt die Korrektur k dar. Nach Deaktivierung der elektronischen Parkbremse 10 und nachfolgender Auswertung und dem Abzug der Korrektur k durch die Steuereinheit 12 wird der Elektro-Schrittmotor 11 aus der Position P Z in die Position P OK verstellt, was den korrigierten Weg S K darstellt, der dem gewünschten Lüftspiel x zwischen den Bremsbelägen 3 und der Bremstrommel 5 entspricht. Der genannte Zyklus wird bei jeder Aktivierung der elektronischen Parkbremse 10 wiederholt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1.
    Trommelbremse
    2.
    Bremsbacke
    3.
    Bremsbelag
    4.
    Radbremszylinder
    5.
    Bremstrommel
    6.
    Nut
    7.
    Spreizelement
    8.
    Spreizhebel der Feststellbremse
    9.
    Aussparung
    10.
    Parkbremse
    11.
    Elektro-Schrittmotor
    12.
    Steuereinheit
    13.
    Betätigungselement
    14.
    Bowdenzug
    x
    Lüftspiel
    x2
    vergrößertes Lüftspiel
    Δx
    Zuwachs des Lüftspiels
    O
    entbremste Stellung
    Z
    gebremste Stellung
    IR
    Referenzstromwert
    PO
    Position des Elektro-Schrittmotors im entbremsten Zustand
    PR
    Referenzposition des Elektro-Schrittmotors
    PZ
    Position des Elektro-Schrittmotors im veränderten Zustand
    POK
    Position des Elektro-Schrittmotors in dem korrigierten entbremsten Zustand
    k
    Korrektur
    SR
    Referenzweg
    sZ
    veränderter Weg
    sK
    korrigierter Weg

Claims (2)

  1. Trommelbremse (1) für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einer Bremstrommel (5) und schwenkbar angeordneten Bremsbacken (2) mit Bremsbelägen (3), wo jede Bremsbacke (2) eine Nut (6) aufweist, in der ein Spreizelement (7) gelagert ist, wobei eine der Bremsbacken (2) einen schwenkbar angeordneten Spreizhebel der Feststellbremse (8) mit Aussparung (9) aufweist, in die das Spreizelement (7) eingreift, ferner umfasst die Trommelbremse (1) eine elektronische Parkbremse (10) mit einem Elektro-Schrittmotor (11), der mittels eines Bowdenzugs (14) mit dem Spreizhebel der Feststellbremse (8) verbunden und an eine Steuereinheit (12) angeschlossen ist, welche mit einem Betätigungselement (13) verbunden ist, wobei der Spreizhebel der Feststellbremse (8) und die kinematisch angeschlossenen Bremsbacken (2) bei der Aktivierung der elektronischen Parkbremse (10) aus einer entbremsten Stellung (O) in eine gebremste Stellung (Z) um den Wert des Lüftspiels (x) verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Aktivierung der elektronischen Feststellbremse (10), wenn die Bremsbacken (2) an die Bremstrommel (5) anliegen, aufgrund des strombedingten Anstiegs der Speisespannung des Elektro-Schrittmotors (11) die angeschlossene Steuereinheit (12) der gebremsten Stellung (Z) einen Referenzstromwert (IR) zuordnet, dem ein Referenzweg (sR) des Elektro-Schrittmotors (11) entspricht.
  2. Trommelbremse (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei dem infolge des Verschleißes vergrößerten Lüftspielwert x2 = x + Δx und nach Aktivierung der elektronischen Parkbremse (10), wenn die Bremsbacken (2) in einer gebremsten Stellung (Z) sind, in der ein strombedingter Anstieg der Speisespannung des Elektro-Schrittmotors (11) entsprechend dem Referenzstromwert (IR) bewirkt wird, befindet sich der Elektro-Schrittmotor (11) in der geänderten Position (PZ) gemäß dem Wert sz = sr + k, wobei nach Deaktivierung der elektronischen Parkbremse (11) der Elektro-Schrittmotor (11) die Position (PK) einnimmt, der ein Wert sK = sZ - k entspricht.
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